SU987528A1 - Гидродинамический лаг - Google Patents

Description

(.5) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ЛАГ Изобретение относитс  к технике измерени  скорости объекта и предназначено дл  измерени  скорости относительно водной среды кораблей и судов. Известны широко используемые на корабл х и судах гидродинамические лаги типа МГЛ или ЛГ, включающие приемники статического и полного давлени  забортной воды, дифференциальный сильфонный аппарат и центт ральный:прибор С1 3. В сильфонном аппарате гидродинамическое давление (разность полного и статического давлений ) преобразуетс  в перемещени штока. Измерение осуществл етс  по компенсационному принципу с помощью пружинных электромеханических компен сационно-измерительных систем Ctli, Однако эти системы обладают значительным трением, люфтами и мертвым ходами в сочлен емых элементах, что приводит.в конечном итоге к существенным инструментальным погрешност м в измерении скорости. Недостатком  вл етс  и больша  посто нна  времени компенсационно-измерительных систем, измер ема  дес тками секунд. Известен гидродинамический лаг, содержащий приемники и преобразователи полного и статического давлений и регистрирующее устройство С 2 . Однако этот лаг имеет инструментальную погрешность 0,08-0,12 узла, а врем  полной отработки скорости от О до 50 узлов - 200 с. Это  вл ётс  недостаточным дл  современных судов, которым требуетс  более высока  точность и быстродействие лагов. Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  гидродинамического лага. Дл  достижени  ук азанной цели в гидродинамическом лаге в качестве преобразователей давлений применены туннельные диоды, включенные в параллельные плечи мостовой схемы, вход

которой соединен с генератором пилообразного напр жени , а выход - с регистрирующим устройством, выполненным в виде измерител  длительности временных интервалов, причем вход генератора снабжен источником смещени  тока.

На чертеже изображена схема гидродинамического лага.

Величина пикового тока О туннельного диода св зана с величиной избыточного давлени  Р следующим соотно шением 3 :

Э ,

где JQ - величина пикового тока при отсутствии избыточного давлени ; о - коэффициент пропорциональНОбТИ .

Измерительна  схема электронного гидродинамического лага содержит два туннельных диода 1 и 2, помещенных в камеры полного 3 и статического давлений соответственно, резисторы 5 и 6, генератор 7 пилообразного тока, измеритель 8 длительности временных интервалов, разделительные конденсаторы 9 и 10 и источник 11 тока смещени . Все элементы схемы

могут быть размещены в одном кожухе, 4

который аналогично известному может быть назван центральным прибором.

Туннельные диоды 1 и 2 включены в параллельные мостовой схемы. Резисторы 5 и 6 служат дл  уравновешивани  плечей моста. Схема лага по- строена на туннельных диодах из арсе нида гали , у которых с ростом давлени  величина пикового тока уменьшаетс .

Пусть в начальный момент времени ток на выходе генератора 7 начинает линейно нарастать от нулевого значе .ни . Тогда линейно возрастают и токи в плечах мостовой схемы. При достижении в плече туннельный диод 1 - резистор 5 величины тока, равной значению пикового тока дл  диода 1,последний переходит в состо ние высокого напр жени . Положительный перепад напр жений через разделительный конденсатор 9 запускает измеритель 8 При этом туннельный диод 2 находитс  еще в состо нии низкого напр жени , поскольку дл  него величина пикового тока имеет большее значение, чем дл  диода 1, так как на него

воздействует более низкое - статическое давление.

При дальнейшем нарастании тока с выхода генератора 7 величина тока в плече туннельный диод 2 - резистор

6достигает значени  пикового тока дл  диода 2. Диод 2 переходит в состо ние высокого напр жени  и положительный перепад напр жени  через разделительный конденсатор 10 прекращает счет измерител  8, одновременно перевод  генератор 7 в начальное состо ние. Зафиксированный измерителем 8 отсчет вследствие линейности

нарастани  тока с выхода генератора

7пр мо пропорционален разности полного и статического давлений. Таким образом, отсчет измерител  8 пр мо пропорционален гидродинамическому

давлению, т.е. квадрату скорости движени  судна относительно воды. Врем  единичного измерени  при этом определ етс  временем нарастани  тока на выходе генератора 7 от нулевого значени  до достижени  в плече туннельный диод 2 - резистор 6 величины пикового тока. Сокращение времени измерени  путем увеличени  скорости нарастани  тока на выходе генератора

7 нецелесообразно, поскольку этим снижаетс  относительна  точность измерени  длительности временного интервала и, в конечном счете, относительна  точность определени  скорости

движени  судна. Дл  уменьшени  времени измерени  ,т.е .повышени  быстро-.действи  лага, применен источник 11 тока смещени . С выхода источника 11 на мостовую измерительную схему подаетс  посто нный ток такой величины, чтобы в плече туннельный диод 1 - резистор 5 величина тока не превышала значени  пикового тока дл  диода 1 даже при максимальной скорости движени  судна. В этом случае врем  единичного измерени  сокращаетс , поскольку значение пикового тока в плече туннельный диод 2 - резистор 6 достигаетс  значительно быстрее (за счет посто нного тока смещени  ).

Claims (3)

1. Температурна  компенсаци  схемы осуществл етс  включением туннельных диодов 1 и 2 в параллельные плечи мостовой схемы, в результате чего температурные изменени  вольт-амперных характеристик туннельных диодов 1 и 2 взаимно компенсируютс , поскольку измер етс  не врем  перехода туннельного диода в состо ние высокого напр жени , .м  между момент ми переходов туннельных диодов 1 и в состо ни  высокого напр жени . Вычисление скорости движени  суд на по длительности временных интервалов и введение необходимых поправ не представл ет сложности и может производитьс  как с помощью схем на логических элементах, так и в корабельной многоцелевой или специализированной ЭВМ. Формула изобретени  Гидродинамический лаг, содержащий приемники и преобразователи полного и статического давлении и регистрирующее устрой.ство, отличающийс  тем, что,с целью повышени  точности и быстродействи , 8 в качестве преобразователей давлений применены .туннельные диоды, включенные в параллельные плечи мостовой схемы, вход которой соединен с генератором пилообразного напр жени  а выход - с регистрирующим устройством , выполненным в виде измерител  длительности временных интервалов, причем вход генерато-/ ра снабжен источником смещени  тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Власов И.В., ВольпинС.А идр. Гидродинамические лаги. Л., Судостроение , 1967, C.9-U.
2. 2.Там же, с.220 (прототип )
3. 3.Криворотое Н.П. и др. Туннельые диоды дл  измерени  давлени ,Приборы и техника Эксперимента 1977, № 2, с.226-227.